CN110079804B

CN110079804B - 一种铜面微蚀剂及其制备方法

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Publication number: CN110079804B
Application number: CN201910523167.9A
Authority: CN
Inventors: 田志斌; 包志华; 官金; 孟祥举
Original assignee: GUANGZHOU SANFU NEW MATERIALS TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: GUANGZHOU SANFU NEW MATERIALS TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2039-06-17
Also published as: CN110079804A

Abstract

本发明属于金属表面处理剂领域，具体涉及一种铜面微蚀剂及其制备方法。本发明提供的铜面微蚀剂包括如下组分及其重量百分数：硫酸溶液15～20％，过氧化氢溶液8～13％，粗化剂3～5％，稳定剂3～5％，缓蚀剂3～6％，增稠剂1～3％，去离子水45～67％。本发明提供的铜面微蚀剂可以控制腐蚀速度，而且对环境极其友好，不会造成环境污染，还具有较好的粗糙度，使得铜面与后续镀层之间具有极好的结合力。

Description

一种铜面微蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明属于金属表面处理剂领域，具体涉及一种铜面微蚀剂及其制备方法。

背景技术

在印制板生产中，许多工序的前处理均需微蚀，如孔化图形电镀、热风整平及涂覆有机可焊性保护剂前都需要用微蚀液。微蚀的作用是在铜层表面形成微观粗糙的表面，以增强与镀铜层的结合力。微蚀深度太浅会导致镀铜层结合力不足，在后续工序分层或脱落；微蚀太深不仅增加药品的消耗，更严重的还会造成蚀铜过度甚至孔壁空洞。由于微蚀液的出现，就不必再进行磨板。

微蚀剂的种类有很多，总体可以分为两大类，双氧水-硫酸体系以及过硫酸盐-硫酸体系，其中，双氧水-硫酸体系由于受铜离子浓度影响较小，对环境污染小，逐渐成为目前市场上的主流产品。但是，这种微蚀体系中的双氧水分解氧速度快，导致微蚀速度及效率降低，与铜面结合不紧密等问题的出现。

中国专利申请CN104805439A公开了一种线路板用的超粗化微蚀剂及其制备方法，该微蚀剂由如下组分及其重量百分比组成：甲酸钠10％-20％、氯化钠1％-5％、混合酸3％-25％、缓蚀剂0.1％-1％、去离子水余量。该发明提供的微蚀剂成分稳定，使用寿命较长，既能有效去除金属表面的氧化物，又能使金属表面经微蚀后具有较好的粗糙度。但是，这种微蚀剂的稳定性较差，无法控制微蚀速度，容易降低微蚀效果。

综上所述，现有技术制得的微蚀剂普遍存在双氧水分解氧速度快，不易控制微蚀速度，导致效率降低，与铜面结合不紧密，微蚀稳定性差等问题。

发明内容

针对微蚀剂存在的微蚀速度不易控制，效率低，与铜面结合不紧密，微蚀稳定性差等问题，本发明提供了一种铜面微蚀剂及其制备方法。本发明提供的铜面微蚀剂可以控制腐蚀速度，具有良好的粗糙度，使得铜面与后续镀层之间具有极好的结合度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种铜面微蚀剂，包括如下组分及其重量百分数：硫酸溶液15～20％，过氧化氢溶液8～13％，粗化剂3～5％，稳定剂3～5％，缓蚀剂3～6％，增稠剂1～3％，去离子水45～67％。

优选地，所述铜面微蚀剂由如下组分及其重量百分数组成：硫酸溶液17％，过氧化氢溶液11％，粗化剂4％，稳定剂4％，缓蚀剂5％，增稠剂2％，去离子水57％。

优选地，所述硫酸溶液的体积分数为80％，所述过氧化氢溶液的体积分数为30％。

优选地，所述粗化剂为铜面粗化剂SF-10，所述缓蚀剂为苯并三唑。

优选地，所述稳定剂由非硅类氧化剂NC-604及非硅类氧化剂HY-05按质量比1～3：5～8组成；所述增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按质量比1～2：3～4组成。

优选地，所述稳定剂由非硅类氧化剂NC-604及非硅类氧化剂HY-05按质量比2：7组成；所述增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按质量比2：3组成。

本发明还提供了一种所述的铜面微蚀剂的制备方法，操作步骤如下：按配方量向反应器内依次加入硫酸溶液、过氧化氢溶液、粗化剂、稳定剂、缓蚀剂、增稠剂及去离子水混合，搅拌均匀，即得。

本发明中，加入NC-604及HY-05作为稳定剂，这两种物质均属于非硅类氧化剂，本发明意外的发现，将这两种物质按一定比例混合，可以形成一种基络合物，这种络合物可以控制微蚀速率，以免出现因微蚀过快造成微蚀效果差的现象，同时，该络合物还具有一定的粘性，可以促进铜面与后续镀层之间的紧密结合。

此外，本发明还加入了一定量的增稠剂，该增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按一定比例组成，除了提高微蚀液的粘性，增强铜面与后续镀层之间的结合力之外，丙烯酸在一定程度上还能够调节微蚀液的pH值，对微蚀速率会产生一定的影响。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明提供的铜面微蚀剂，加入适量的稳定剂，可以很好的控制过氧化氢的分解氧速度，根据加入稳定剂的量，有助于控制微蚀剂的微蚀速率，提高微蚀效率；

(2)本发明提供的铜面微蚀剂，还加入了少量的增稠剂，可以调节微蚀剂的粘度，以免液体浓度太低，洒到机器或人皮肤上，造成损伤；

(3)本发明提供的铜面微蚀剂的制备方法，操作流程简单，极大的降低了微蚀剂的制作成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解释，但是应当注意的是，以下实施例仅用以解释本发明，而不能用来限制本发明，所有与本发明相同或相近的技术方案均在本发明的保护范围之内。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料为市售商品。

所述粗化剂SF-10可购自广州三孚新材料科技股份有限公司；所述缓蚀剂苯并三唑可购自枣庄市凯瑞化工有限公司；所述稳定剂NC-604可购自诺瓦化学(苏州)有限公司；所述稳定剂HY-05可购自东莞市海韵水处理科技有限公司。

实施例1一种铜面微蚀剂

一种铜面微蚀剂，由如下组分及其重量百分数组成：体积分数为80％的硫酸溶液15％，体积分数为30％的过氧化氢溶液8％，粗化剂3％，稳定剂3％，缓蚀剂3％，增稠剂1％，去离子水67％；所述粗化剂为SF-10；所述缓蚀剂为苯并三唑；所述稳定剂由NC-604及HY-05按质量比1：5组成；所述增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按质量比1：3组成。

所述铜面微蚀剂的制备方法为：按配方量向反应器内依次加入硫酸溶液、过氧化氢溶液、粗化剂、稳定剂、缓蚀剂、增稠剂及去离子水混合，搅拌均匀，即得。

实施例2一种铜面微蚀剂

一种铜面微蚀剂，由如下组分及其重量百分数组成：体积分数为80％的硫酸溶液20％，体积分数为30％的过氧化氢溶液13％，粗化剂5％，稳定剂5％，缓蚀剂6％，增稠剂3％，去离子水45％；所述述粗化剂为SF-10；所述缓蚀剂为苯并三唑；所述稳定剂由NC-604及HY-05按质量比3：8组成；所述增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按质量比2：4组成。

所述铜面微蚀剂的制备方法与实施例1类似。

实施例3一种铜面微蚀剂

一种铜面微蚀剂，由如下组分及其重量百分数组成：体积分数为80％的硫酸溶液17％，体积分数为30％的过氧化氢溶液11％，粗化剂4％，稳定剂4％，缓蚀剂5％，增稠剂2％，去离子水57％；所述述粗化剂为SF-10；所述缓蚀剂为苯并三唑；所述稳定剂由NC-604及HY-05按质量比2：7组成；所述增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按质量比2：3组成。

所述铜面微蚀剂的制备方法与实施例1类似。

对比例1一种铜面微蚀剂

一种铜面微蚀剂，由如下组分及其重量百分数组成：体积分数为80％的硫酸溶液17％，体积分数为30％的过氧化氢溶液11％，粗化剂4％，稳定剂4％，缓蚀剂5％，增稠剂2％，去离子水57％；所述述粗化剂为SF-10；所述缓蚀剂为苯并三唑；所述稳定剂由NC-604及HY-05按质量比1：1组成；所述增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按质量比2：3组成。

所述铜面微蚀剂的制备方法与实施例1类似；

与实施例3的区别在于，对比例1中的稳定剂由NC-604及HY-05按质量比1：1组成。

对比例2一种铜面微蚀剂

一种铜面微蚀剂，由如下组分及其重量百分数组成：体积分数为80％的硫酸溶液17％，体积分数为30％的过氧化氢溶液11％，粗化剂4％，稳定剂4％，缓蚀剂5％，增稠剂2％，去离子水57％；所述述粗化剂为SF-10；所述缓蚀剂为苯并三唑；所述稳定剂由NC-604及HY-05按质量比2：7组成；所述增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按质量比1：1组成。

所述铜面微蚀剂的制备方法与实施例1类似；

与实施例3的区别在于，对比例1中的增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按质量比1：1组成。

试验例1微蚀速率测定

1.试验样品：实施例1-3及对比例1-2制得的微蚀剂。

2.试验方法：取面积为1cm×1cm的覆铜板15块作为测试样片，每3块为一组，共分成5组，先除去油渍，后用10％硫酸清洗干净，再用滤纸吸干表面水分，将样片于110℃下干燥约20min，自然冷却后称重，记为W₁，然后进行微蚀，微蚀时间为4min，微蚀好的样片取出后迅速清洗干净，用滤纸吸干表面水分，于110℃的条件下干燥20min，自然冷却后称重，记为W₂，取3次结果的平均值，与平均值偏差大的数据舍弃。

计算：V＝(W₁-W₂)×10⁴/(ρ×S×2×t)

W₁-W₂—覆铜板微蚀质量差

ρ—铜的密度，8.9g/cm³

S—样片面积，cm²

t—微蚀时间，min

3.试验结果：具体试验结果见表1。

表1不同试验样品的微蚀速率

试样样品	微蚀速率(μm/min)
		实施例1	0.88
实施例2	0.93
		实施例3	0.96
对比例1	0.51
		对比例2	0.73

由表1可知，实施例1-3制得的微蚀剂的微蚀速率稳定在0.9μm/min左右，三种微蚀剂的微蚀速率相对稳定，而对比例1中由于改变了两种稳定剂的添加比例，导致微蚀速率显著降低，对比例2改变了增稠剂组分的添加比例，微蚀速率也有所降低，降低程度不如对比例1明显。

试验例2微蚀液稳定性测定

1.试验样品：实施例3及对比例1-2制得的铜面微蚀剂；

2.试验方法：取上述三种微蚀剂各10mL，静置3h，然后分别滴在1cm×1cm的覆铜板上，根据覆铜板的微蚀效果，评价微蚀剂的失效程度。

评价标准：未失效：微蚀均匀；

低程度失效：微蚀不太均匀，有的地方微蚀度稍高；

失效：微蚀效果极差，粗糙度差异大。

3.试验结果：试验结果见表2。

表2微蚀效果对比

试验样品	失效程度
		实施例3	未失效
对比例1	失效
		对比例2	低程度失效

由表2可知，本发明实施例3中的微蚀剂静置3h后，微蚀效果仍然保持，说明本发明实施例3的微蚀剂稳定性高，而对比例1-2中的稳定性明显低于实施例3，尤其是对比例1中的微蚀剂，微蚀效果极差，过氧化氢溶液过度分解，稳定性差。

试验例3结合力测定

1.试验样品：实施例3及对比例1-2制得的铜面微蚀剂；

2.试验方法：取面积为5cm×5cm的覆铜板9块作为试验样本，采用试验例1的方式微蚀30min，在微蚀层外面电镀一层铜，至覆铜板表面平滑、完整，一个月后，统计是否有铜层脱落，评价微蚀后覆铜板与镀铜层的结合力。

评价标准：结合力强：镀铜层完整，无缺陷；

结合力一般：镀铜层有少量掉落；

结合力差：镀铜层大量掉落。

3.试验结果：具体试验结果见表3。

表3不同试验样品与镀铜层的结合力测验结果

由表3可知，利用本发明制得的微蚀剂微蚀后，覆铜板与镀铜层的结合力极强，不易掉落，而改变稳定剂及增稠剂后，与漆的结合力显著降低，尤其是改变稳定剂后，镀铜层的掉落程度十分严重。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铜面微蚀剂，其特征在于，包括如下组分及其重量百分数：硫酸溶液15～20％，过氧化氢溶液8～13％，粗化剂3～5％，稳定剂3～5％，缓蚀剂3～6％，增稠剂1～3％，去离子水45～67％；所述硫酸溶液的体积分数为80％；所述过氧化氢溶液的体积分数为30％；所述粗化剂为铜面粗化剂SF-10，所述缓蚀剂为苯并三唑；所述稳定剂由非硅类双氧水NC-604及非硅类双氧水HY-05按重量比1～3：5～8组成；所述增稠剂由丙烯酸增稠剂和不饱和聚酯增稠剂按重量比1～2：3～4组成。

2.如权利要求1所述的铜面微蚀剂，其特征在于，由如下组分及其重量百分数组成：硫酸溶液17％，过氧化氢溶液11％，粗化剂4％，稳定剂4％，缓蚀剂5％，增稠剂2％，去离子水57％。

3.如权利要求1所述的铜面微蚀剂，其特征在于，所述稳定剂由非硅类双氧水NC-604及非硅类双氧水HY-05按重量比2：7组成；所述增稠剂由丙烯酸及不饱和聚酯按重量比2：3组成。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的铜面微蚀剂的制备方法，其特征在于，操作步骤如下：按配方量向反应器内依次加入硫酸溶液、过氧化氢溶液、粗化剂、稳定剂、缓蚀剂、增稠剂及去离子水混合，搅拌均匀，即得。